【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热泵系统，尤其涉及一种空气源热泵及其水力模块集成系统及其除霜方法。
技术介绍
1、空气源热泵是诸如酒店、医院、学校等大型场所常用的取暖设备。常规的空气源热泵系统采用单一热泵系统和水箱进行匹配方式实现供暖。空气源热泵系统有一个特点，在环境温度低于5.5℃时，蒸发器在工作一段时间后，翅片表面会结霜，影响换热，制热量会降低，当霜层过厚，影响空气流通，导致换热器无法和外界交换热量，丧失热泵制热功能，不及时除霜会导致除霜不干净，也会影响热泵制热效果。一般采用带有电磁四通阀的管路转换制冷剂流向，实现对室外机换热器的除霜。但是对于现有技术中的集中式空气源热泵系统，除霜所需的热量需要从高温区向低温区转移，显然如果从水箱中吸取热量来对换热器除霜，会使水箱温度骤然降低，影响水温，较低温度水送入室内会使舒适性大幅降低。为了解决该技术问题，现有技术中出现了采用辅助水箱、分布式热泵水箱方式进行克服。其中辅助水箱由于需要增加电磁阀和辅助蒸发器，增加了系统的复杂性和成本；分布式热泵水箱将多个冷凝器集成在一个水箱内，仍然会对水箱温度产生不利影响。并且，单一水箱的设置往往仅能使水箱内保持一个温度值，变更温度需要频繁调节热泵工作参数，影响整体使用寿命。
2、因此，需要设计一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统及其除霜方法，以解决现有技术中的除霜、温度控制单一的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统及其除霜方法，以解决现有技术中
2、本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：
3、一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，包括分布式热泵模块、集成式水箱模块、水路模块、控制器；分布式热泵模块包括第一热泵、第二热泵、第三热泵；第一热泵具有第一冷凝器，第二热泵具有第二冷凝器、第三热泵具有第三冷凝器；集成式水箱模块包括相互独立的低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；第一冷凝器包括第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段，第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段分别设置于低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块内的中心位置；第二冷凝器包括第二冷凝器上段、第二冷凝器下段，第二冷凝器上段、第二冷凝器下段分别设置在中温水箱模块、高温水箱模块内且套设于第一冷凝器中段、第一冷凝器下段外围；第三冷凝器完全设置于高温水箱模块内并套设于第二冷凝器下段的外部。
4、优选的，第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第一螺旋半径和匝数；第二冷凝器上段、第二冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第二螺旋半径和匝数；第三冷凝器具有第三螺旋半径。
5、优选的，第一螺旋半径小于第二螺旋半径；第二螺旋半径小于第三螺旋半径。
6、优选的，第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的螺旋管总长度相同。
7、优选的，水路模块依次联通低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；水路模块一端连接至高温水箱模块，然后依次设置有压力表、水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀，最后连接至低温水箱模块；电磁三通阀的两个端口分别与第一电磁节流阀和第二电磁节流阀联通，其余一个端口连接至中温水箱模块。
8、优选的，低温水箱模块具有低温回水路和低温出水路并与低温用水系统连接，低温出水路上设置有第一温度传感器用于检测出水温度；中温水箱模块具有中温回水路和中温出水路并与中温用水系统连接，中温出水路上设置有第二温度传感器；高温水箱模块具有高温回水路和高温出水路并与高温用水系统连接，高温出水路上设置有第三温度传感器。
9、优选的，控制器分别与水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一热泵、第二热泵、第三热泵控制连接；控制器控制第一热泵、第二热泵、第三热泵在额定功率和最大功率下工作。
10、一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统的除霜方法，包括以下步骤：
11、s1：正常工作模式下，控制器基于其时钟判断分布式热泵模块是否达到除霜时间；
12、s2：若s1中达到除霜时间，控制器控制第二热泵开始除霜；
13、s3：控制器控制第一热泵和第三热泵开启功率补偿，同时控制高温水箱模块向中温水箱模块进行水温补偿；
14、s4：第二热泵除霜结束，关闭第一热泵和第三热泵的功率补偿，同时切断高温水箱模块向中温水箱模块的水温补偿；
15、s5：控制器控制第一热泵开始除霜；
16、s6：控制器控制第二热泵和第三热泵开启功率补偿，同时控制高温水箱模块向低温水箱模块进行水温补偿；
17、s7：第一热泵除霜结束，关闭第二热泵和第三热泵的功率补偿，同时切断高温水箱模块向低温水箱模块的水温补偿；
18、s8：控制器控制第三热泵开始除霜；
19、s9：控制器控制第一热泵和第二热泵开启功率补偿，功率补偿方式为热泵在最大功率下运行；
20、s10：第三热泵除霜结束，关闭第一热泵和第二热泵的功率补偿，分布式热泵模块结束除霜，控制器重新计算除霜等待时间，恢复正常工作模式。
21、优选的，步骤s3中功率补偿方式为热泵在最大功率下运行，水温补偿方式为控制器控制开启水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀，关闭第二电磁节流阀，同时电磁三通阀联通中温水箱模块和高温水箱模块，高温水箱模块向中温水箱模块输送高温补偿热水，并通过控制器控制第一电磁节流阀开度大小，并通过控制器接收第二温度传感器的信号，检测中温水箱模块的出水温度进而调节第一电磁节流阀开度大小，使中温水箱模块的出水温度保持原有出水温度要求。
22、优选的，步骤s6中功率补偿方式为热泵在最大功率下运行，水温补偿方式为控制器开启水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀，其中控制电磁三通阀联通高温水箱模块和低温水箱模块，高温水箱模块向低温水箱模块输送高温补偿热水，并通过控制器控制第二电磁节流阀开度大小，并通过控制器接收第一温度传感器的信号，检测低温水箱模块的出水温度进而调节第二电磁节流阀开度大小，使低温水箱模块的出水温度保持原有出水温度要求。
23、本专利技术的有益效果是：
24、1、本专利技术中分布式热泵对应的第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器位于集成式水箱模块内三个温度区间的水箱内，并且每个冷凝器形状和设置位置不同，使得分布式热泵模块的第一热泵、第二热泵、第三热泵在额定功率下正常工作时，集成式水箱模块产生了三个不同温度区间的热水供应，当需要不同水温时，不需要频繁对某一热泵机组的工作参数进行调节，各热泵机组在常规的额定功率下工作即可产生不同的热水水温；
25、2、本专利技术中通过在三个不同温度区间的水箱内设置不同长度的热泵冷凝器螺旋，使得某一单一热泵除霜工作时可以有同处于一个水箱内的冷凝器进行热量补偿，通过功率补偿以抵消除霜产生的影响；同时在水箱之间设置补偿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：包括分布式热泵模块、集成式水箱模块、水路模块、控制器；分布式热泵模块包括第一热泵、第二热泵、第三热泵；第一热泵具有第一冷凝器，第二热泵具有第二冷凝器、第三热泵具有第三冷凝器；集成式水箱模块包括相互独立的低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；第一冷凝器包括第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段，第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段分别设置于低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块内的中心位置；第二冷凝器包括第二冷凝器上段、第二冷凝器下段，第二冷凝器上段、第二冷凝器下段分别设置在中温水箱模块、高温水箱模块内且套设于第一冷凝器中段、第一冷凝器下段外围；第三冷凝器完全设置于高温水箱模块内并套设于第二冷凝器下段的外部。
2.如权利要求1所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第一螺旋半径和匝数；第二冷凝器上段、第二冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第二螺旋半径和匝数；第三冷凝器具有第三螺旋半径。
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4.如权利要求3所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的螺旋管总长度相同。
5.如权利要求4所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：水路模块依次联通低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；水路模块一端连接至高温水箱模块，然后依次设置有压力表、水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀，最后连接至低温水箱模块；电磁三通阀的两个端口分别与第一电磁节流阀和第二电磁节流阀联通，其余一个端口连接至中温水箱模块。
6.如权利要求5所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：低温水箱模块具有低温回水路和低温出水路并与低温用水系统连接，低温出水路上设置有第一温度传感器用于检测出水温度；中温水箱模块具有中温回水路和中温出水路并与中温用水系统连接，中温出水路上设置有第二温度传感器；高温水箱模块具有高温回水路和高温出水路并与高温用水系统连接，高温出水路上设置有第三温度传感器。
7.如权利要求6所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：控制器分别与水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一热泵、第二热泵、第三热泵控制连接；控制器控制第一热泵、第二热泵、第三热泵在额定功率和最大功率下工作。
8.如权利要求7所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统的除霜方法，其特征在于：包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统的除霜方法，其特征在于：步骤S3中功率补偿方式为热泵在最大功率下运行，水温补偿方式为控制器控制开启水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀，关闭第二电磁节流阀，同时电磁三通阀联通中温水箱模块和高温水箱模块，高温水箱模块向中温水箱模块输送高温补偿热水，并通过控制器控制第一电磁节流阀开度大小，并通过控制器接收第二温度传感器的信号，检测中温水箱模块的出水温度进而调节第一电磁节流阀开度大小，使中温水箱模块的出水温度保持原有出水温度要求。
10.如权利要求9所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统的除霜方法，其特征在于：步骤S6中功率补偿方式为热泵在最大功率下运行，水温补偿方式为控制器开启水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀，其中控制电磁三通阀联通高温水箱模块和低温水箱模块，高温水箱模块向低温水箱模块输送高温补偿热水，并通过控制器控制第二电磁节流阀开度大小，并通过控制器接收第一温度传感器的信号，检测低温水箱模块的出水温度进而调节第二电磁节流阀开度大小，使低温水箱模块的出水温度保持原有出水温度要求。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：包括分布式热泵模块、集成式水箱模块、水路模块、控制器；分布式热泵模块包括第一热泵、第二热泵、第三热泵；第一热泵具有第一冷凝器，第二热泵具有第二冷凝器、第三热泵具有第三冷凝器；集成式水箱模块包括相互独立的低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；第一冷凝器包括第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段，第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段分别设置于低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块内的中心位置；第二冷凝器包括第二冷凝器上段、第二冷凝器下段，第二冷凝器上段、第二冷凝器下段分别设置在中温水箱模块、高温水箱模块内且套设于第一冷凝器中段、第一冷凝器下段外围；第三冷凝器完全设置于高温水箱模块内并套设于第二冷凝器下段的外部。
2.如权利要求1所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：第一冷凝器上段、第一冷凝器中段、第一冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第一螺旋半径和匝数；第二冷凝器上段、第二冷凝器下段均呈螺旋状并具有相同的第二螺旋半径和匝数；第三冷凝器具有第三螺旋半径。
3.如权利要求2所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：第一螺旋半径小于第二螺旋半径；第二螺旋半径小于第三螺旋半径。
4.如权利要求3所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器的螺旋管总长度相同。
5.如权利要求4所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特征在于：水路模块依次联通低温水箱模块、中温水箱模块、高温水箱模块；水路模块一端连接至高温水箱模块，然后依次设置有压力表、水泵、第一电磁节流阀、电磁三通阀、第二电磁节流阀，最后连接至低温水箱模块；电磁三通阀的两个端口分别与第一电磁节流阀和第二电磁节流阀联通，其余一个端口连接至中温水箱模块。
6.如权利要求5所述的一种分布式空气源热泵及水力模块集成能源系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄安奎，叶青，
申请(专利权)人：缔索新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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